Ci siamo sempre sbagliati sul modo in cui gli uccelli si sono evoluti

di Gianmarco Bonomo

02 Giugno 2024

Da diverso tempo ormai sappiamo come gli uccelli siano in realtà dinosauri aviani, discendenti da un gruppo sopravvissuto all’estinzione di massa del Cretaceo-Paleogene. Sappiamo anche che gli uccelli hanno iniziato ad evolversi già dalle ultime fasi del Giurassico, decine di milioni di anni prima rispetto all’evento che portò all’estinzione dei dinosauri non aviani. Nonostante questo, è possibile che i ricercatori abbiano sempre visto l’albero genealogico degli uccelli da un punto di vista, per così dire, sbagliato. Almeno fino a oggi.

Un nuovo albero genealogico per gli uccelli

Tutto parte dal progetto Bird 10.000 Genomes, o B10K, un’iniziativa internazionale che vuole sequenziare i genomi delle oltre 10 mila specie di uccelli esistenti oggi. Entro la cornice di questo progetto, due studi recenti hanno guardato in modo più specifico all’albero genealogico degli uccelli, con uno sforzo che non ha precedenti nella storia. I ricercatori hanno esaminato le relazioni evolutive di 363 specie di uccelli in un arco temporale di 93 milioni di anni, e pubblicato i loro risultati su due riviste: PNAS e Nature. Ma di cosa parlano queste ricerche? E perché sono così rivoluzionarie? Le ragioni sono principalmente tre:

• La metodologia utilizzata. Il laboratorio del professor Siavash Mirarab dell’Università della California ha sviluppato un algoritmo chiamato ASTRAL, capace di dedurre le relazioni evolutive in modo preciso e veloce. In pratica, l’algoritmo può analizzare e integrare tantissimi dati genomici in pochissimo tempo.
• La potenza di calcolo. Il team di Mirarab ha potuto usufruire non solo dell’algoritmo ASTRAL ma anche della potenza di calcolo del San Diego Supercomputer Center dell’Università della California. In questo modo, è stato possibile ottenere risultati apprezzabili senza dover attendere tempi lunghi.
• Il nuovo albero genealogico degli uccelli. Lo abbiamo detto: gli uccelli sono dinosauri aviani sopravvissuti all’estinzione di 66 milioni di anni fa, ma è sempre stato difficile capire con certezza come fosse avvenuta la loro evoluzione. Almeno, pare, fino ad oggi.

Le ricerche sul genoma degli uccelli riscrivono la loro evoluzione

Pixabay

Non che questo sia il primo tentativo. Uno studio del 2014 aveva già avanzato un’ipotesi molto interessante secondo cui gli uccelli potevano essere distinti in due gruppi diversi, dal punto di vista evoluzionistico. Da una parte c’erano i Columbea - columbiformi e fenicotteri - mentre dall’altra c’erano i Passerea, tutti gli altri uccelli. Lo studio era stato condotto sul genoma di 48 specie diverse, e sembrava confermare alcune teorie evolutive sugli uccelli moderni.

I due studi pubblicati di recente mettono in discussione questa lettura, grazie all’algoritmo ASTRAL e al centro di calcolo di San Diego. Infatti, i ricercatori hanno analizzato i genomi di 363 specie di uccelli e hanno rilevato alcune anomalie genetiche che potrebbero spiegare i risultati del 2014. Tenendo conto di queste anomalie, non è possibile dividere l’evoluzione degli uccelli nei due grandi gruppi iniziali. Al contrario, i fenicotteri si sarebbero staccati precocemente dagli altri Neoaves, che poi hanno subito ulteriori differenziazioni. Se insomma fenicotteri e columbiformi sembrano strettamente imparentati in base ad alcune regioni del loro DNA, secondo i nuovi studi non lo sono nelle regioni che contano.

Dal passato al futuro: perché è difficile studiare l’evoluzione degli uccelli?

In una parola: fossili. La fossilizzazione di creature di dimensioni medio-piccole e con ossa cave è più complessa del normale, e già la normale fossilizzazione è estremamente complessa. Per questa ragione, studiare l’evoluzione degli uccelli richiede studi sul genoma, da cui l’importanza del progetto B10K e di studi come quelli pubblicati di recente su PNAS e Nature.

Le sezioni di genoma rimaste invariate per milioni di anni, scoperte da Mirarab e dal suo team, hanno permesso di avanzare nuove ipotesi sulla storia evolutiva degli uccelli, migliorando la comprensione di questi animali. In più, hanno dimostrato come il futuro della ricerca appartenga ad algoritmi avanzati e centri di calcolo capaci di fare quello che un umano non potrebbe. Siamo soltanto all’inizio.